1. NANOTECNOLOGÍA Y NANOMEDICINA: UN NUEVO
HORIZONTE PARA EL DIAGNÓSTICO Y TRATAMIENTO
MÉDICO
NANOTECHNOLOGY AND NANOMEDICINE: A NEW HORIZON
FOR MEDICAL DIAGNOSTICS AND TREATMENT
DE SILVA MN1
1 Instituto Oftalmológico Bascom Palmer. Universidad de Miami, Facultad de Medicina Leonard M. Millar, Centro de Investigación de la Visión
McKnight, 1638 NW 10th Ave, Miami, FL 33136, EEUU.
E-mail: MDeSilva@med.miami.edu
EDITORIAL
El diagnóstico precoz se considera una de las
metas más importantes en medicina. Una vez que se
dispone del diagnóstico médico completo, es preci-
so un tratamiento adecuado para el paciente. En
oftalmología, la detección temprana de trastornos
como la degeneración macular, la retinosis pigmen-
taria, el cáncer ocular y la retinitis por citomegalo-
virus (la causa más común de ceguera en los pacien-
tes con SIDA) es muy importante para procurar el
tratamiento no tóxico apropiado. Por tanto ¿cómo
harán avanzar la nanotecnología y la nanomedicina
el campo del diagnóstico y tratamiento de las enfer-
medades?
La nanotecnología es capaz de hacer avanzar la
ciencia y la tecnología mediante la manipulación de
propiedades y procesos a nivel de átomos y molé-
culas, abarcando desde 1 nm hasta 100 nm. Hay un
interés creciente por la nanotecnología en laborato-
rios de todo el mundo y su impacto no se limita sólo
a la medicina. Podemos esperar ver muchos avances
revolucionarios en energía, transporte, defensa y
electrónica, con un impacto potencial de enorme
importancia en la economía mundial global. Algu-
nas de las áreas en la asistencia sanitaria y la medi-
cina que se espera progresen gracias a la nanotec-
nología son el diagnóstico médico con exámenes a
nivel minúsculo y el diagnóstico por imágenes con
el uso de agentes dirigidos para obtener imágenes
de forma precisa tales como partículas cuánticas
funcionales. La tecnología para la liberación de fár-
macos se verá revolucionada con los sistemas de
liberación por nanoingeniería, que controlarán de
forma exacta la dosis y el tiempo de liberación de la
droga con la ayuda de nanopartículas y nanodispo-
sitivos.
Las enfermedades pueden ser identificadas utili-
zando biomarcadores, que interactúan con las molé-
culas relacionadas con la enfermedad presentes en
la sangre, en los fluidos corporales o en los tejidos.
Actualmente, se utilizan para el diagnóstico méto-
dos comunes tales como el análisis genético y el
análisis proteómico. Hay una creciente necesidad
de mejorar la tecnología y la instrumentación rela-
cionada con dichos métodos para realizar diagnós-
ticos con mayor velocidad, resolución y sensibili-
dad. Esto requerirá el avance del bio-análisis en
nano-escala y puede conseguirse sólo con la minia-
turización de la instrumentación. Los micro- y
nano-dispositivos fluídicos han hecho avanzar el
campo gracias a su habilidad para llevar a cabo aná-
lisis de alto rendimiento en formato chip (1). Estos
dispositivos fluídicos son capaces de incrementar el
número de muestras procesadas y reducir el tiempo
requerido para realizar un análisis con una alta sen-
sibilidad y resolución. Además, un instrumento crí-
tico de reconocimiento molecular, el espectrómetro
de masa, puede ser integrado en un sistema de sepa-
ración basado en un chip microfluídico (2). Otro
abordaje para el reconocimiento biológico molecu-
lar selectivo es el uso de micro/nano-vigas funcio-
nales. Ciertas moléculas relacionadas con la enfer-
medad pueden ser reconocidas mediante la monito-
rización de la deflexión o cambio en la masa de la
viga debido a la interacción entre la entropía confi-
guracional y la energética intermolecular inducida
por reacciones biomoleculares específicas en la

2. superficie de la viga funcional. Estas vigas funcio-
nales proporcionan un medio de detectar fragmen-
tos de virus, marcadores de enfermedad y células
precancerosas.
Otra área interesante es el diagnóstico por ima-
gen. En el pasado, la bio-imagen utilizaba sustancias
fluoradas, que tienen ciertas desventajas como la
auto-fluorescencia, el hecho de que se apagan y la
fijación no específica. La nanotecnología ha ayuda-
do a desarrollar las partículas cuánticas (ejemplos:
los nanocristales semiconductores con un corazón
hecho de cadmio selénico o cadmio telúrico), que
son capaces de regular las longitudes de ondas de
absorción y emisión de acuerdo con el tamaño de la
partícula. Se utiliza un armazón aislante para prote-
ger el material semiconductor del núcleo de los gru-
pos funcionales de la superficie, que reconocerán las
moléculas relacionadas con la enfermedad. Se con-
sidera esto una atractiva aproximación para observar
patología tisular y puede ser utilizada para aplica-
ciones quirúrgicas para identificar tejido en diferen-
tes estadios de la enfermedad (4).
Habiendo ya abordado el tema del diagnóstico
médico, vamos ahora a mirar cómo la nanotecnolo-
gía puede jugar un papel en el tratamiento. La nano-
tecnología ha proporcionado medios para diseñar
sistemas de liberación de fármacos que pueden
transportar drogas más efectivamente y mejorar la
liberación del fármaco al objetivo elegido. Los sis-
temas de liberación pueden ser desarrollados utili-
zando nanoestructuras tales como nanopartículas
poliméricas, sistemas lipídicos como liposomas y
emulsiones, dendrímeros, nanoestructuras de car-
bón como nanotubos y micelas auto-ensambladas.
Además, nanoestructuras inorgánicas hechas de
silicona, nanopartículas metálicas y nanoarmazo-
nes, y nanocristales tales como las partículas cuán-
ticas pueden también ser utilizadas. Las ventajas de
estos nanosistemas son la disponibilidad de una
gran área de superficie y la posibilidad de diseñar
nanosistemas multi-funcionales. Por ejemplo, las
nanopartículas magnéticas son multi-funcionales en
el sentido de que pueden ser utilizadas como siste-
mas de diagnóstico al igual que como sistemas de
liberación de fármacos dirigidos. Una atractiva
aproximación para el diagnóstico, la imagen y el
tratamiento consiste en funcionalizar la superficie
de las nanopartículas magnéticas y dirigirlas a un
tejido diana específico con la ayuda de un campo
magnético de alto gradiente y, entonces, utilizar un
pulso de radiofrecuencia para liberar las drogas
contenidas en ellas. Asimismo, las nanopartículas
magnéticas pueden ser utilizadas como tratamientos
hipotérmicos dirigiéndolos a tejidos cancerosos
sensibles al calor y entonces destruir el tejido can-
ceroso mediante la aplicación de un campo magné-
tico AC para calentar las nanopartículas magnéticas
(5). Si la terapia génica es una opción, las nanopar-
tículas de ingeniería también pueden ser usadas
para liberar genes y SiRNA.
El objetivo de este artículo era exponer al lector a
una introducción a la nanotecnología y a cómo
varios abordajes basados en la nanotecnología pue-
den proporcionar mejores métodos de diagnóstico
médico y de tratamiento. Adicionalmente, uno debe
saber que la respuesta biológica a los nanomateria-
les de ingeniería y a sus subproductos debe ser cui-
dadosamente estudiada antes de poner en práctica
algunos de los abordajes basados en la nanotecno-
logía discutidos anteriormente. Actualmente, la
mayoría de la investigación en este campo se centra
en la biocompatibilidad y toxicidad de varios nano-
materiales. El objetivo es mejorar los actuales
métodos de screening de toxicidad y desarrollar
nuevos métodos de examen necesarios para conse-
guir un uso óptimo de los nanomateriales en las
aplicaciones médicas. Uno puede imaginarse
muchas aplicaciones potenciales de la nanotecnolo-
gía a la oftalmología. Finalmente, sería decisivo
reunir a grupos de investigación multidisciplinares
que integraran su competencia en ciencias físicas y
biológicas para hacer avanzar la tecnología médica
no limitada sólo a la oftalmología.
BIBLIOGRAFÍA
1. Tudos AJ, Besselink GJ, Schasfoort RB. Trends in minia-
turized total analysis systems for point-of-care testing in
clinical chemistry. Lab Chip 2001; 1: 83-95.
2. Figeys D, Lock C, Taylor L, Aebersold R. Microfabricated
device coupled with an electrospray ionization quadrupo-
le time-of-flight mass spectrometer: protein identifications
based on enhanced-resolution mass spectrometry and tan-
dem mass spectrometry data. Rapid Commun Mass Spec-
trom 1998; 12: 1435-1444.
3. McGlennen RC. Miniaturization technologies for molecu-
lar diagnostics. Clin Chem 2001; 47: 393-402.
4. Smith AM, Dave S, Nie S, True L, Gao X. Multicolor quan-
tum dots for molecular diagnostics of cancer. Expert Rev
Mol Diagn 2006; 6: 231-244.
5. Ferrari M. Cancer nanotechnology: opportunities and
challenges. Nat Rev Cancer 2005; 5: 161-171.
334 ARCH SOC ESP OFTALMOL 2007; 82: 331-334